Биотехнология возникла в древности (примерно 6000-5000 лет до н.э.), когда люди научились выпекать хлеб, варить пиво, приготовлять сыр и вино. Этот первый этап развития биотехнологии был сугубо эмпирический и продолжал оставаться таким, несмотря на совершенствование технологических процессов и расширение сфер использования биотехнологических приемов, вплоть до открытия Л. Пастером в XIX в. природы процесса брожения. С этого момента начался второй научный этап традиционной биотехнологии. В этот период были получены и выделены ферменты, открыты многие микроорганизмы, разработаны способы их выращивания в массовых количествах, получены культуры животных и растительных клеток и разработаны способы искусственного их культивирования. В результате изучения физиологии, биохимии и генетики бактериальных и животных клеток получены многие продукты микробиологического синтеза, необходимые для медицины, сельского хозяйства и промышленности. Сформировалась вначале техническая микробиология, а затем биотехнология. Однако промышленное производство сводилось в основном к получению продуктов на основе природных штаммов.
На смену старой традиционной биотехнологии пришла новая биотехнология, основанная на применении искусственно получаемых штаммов - суперпродуцентов, использовании иммобилизованных ферментов, применении культур животных и растительных клеток, широком использовании генетической инженерии для получения клеток-рекомбинантов, моноклональных антител и других биологически активных веществ.
Новая биотехнология возникла, таким образом, на основе достижений молекулярной биологии и микробиологии, генетики и генетической инженерии, иммунологии и химической технологии. Основой ее явилась генетическая инженерия, индустрия рекомбинантных ДНК.